专利名称：船舶舱底污水处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理装置，特别是一种船舶舱底污水处理装置，属于船 舶防污染技术领域。
背景技术：
传统的船舶舱底水分离装置，分离后的渗透液都可以满足油份浓度低于 15ppm的要求，但是由于现代船舶中大量清洗剂等化学试剂的使用和国家对排放 标准的提高，在某些情况下的舱底污水处理中，传统的分离装置已经不能满足要 求。已有的污油水处理技术中，还没有一个完整的简易的装置能够经济，方便的 适应不同情况下的舱底水处理。已有技术中，申请号为200420033137.9，名称 为"内陆河船舶污水处理设备"的实用新型专利，综合了污水厌氧处理技术和污 水生物除磷与除氮技术，最前端设置污水调节室和固体废物储存室，出水管道接 入UASB-Fe反应室，管道上设有缺氧反应室、曝气室、沉淀室，占地空间大，技 术复杂，经济性差，因此本装置不适于船舶舱底污水特别是小型船舶舱底污水的 处理。目前市场上的生化处理设备普遍存在体积大、基建费用高、运行费用高等 问题申请号为200420031118.2，名称为"膜生化膜污水处理设备"的实用新 型专利是采用提高污水处理设备的处理效率的方法来实现装置的实用性。但是本 装置没有考虑两个问题1，膜的污染问题。膜的价格高，长期使用中膜污染问 题严重，必须采取一定的措施减少膜污染。2，舱底水中乳化油成分较少时，仅 仅需要简单的机械处理就可以满足排放要求，此时若仍然使用膜过滤，显然经济 性较差，因此该装置不适用于现代船舶特别是小型船舶舱底水处理；申请号 为200720072910.6，名称为"船舶油水分离器超滤膜分离装置"的实用新型专 利，主要是在传统的机械分离上增加一套超滤膜装置，可以实现膜组件的单独、 并联、串联运行，但是该装置在膜的使用中仅仅采用清水反冲洗来减少膜污染。 在膜的长期使用中，由于膜污染的不可逆性，紧紧依靠清水反冲洗是不能清除胶 体的，必须采取化学冲洗才能恢复膜通量，因此该装置具有一定的欠缺。
发明内容
为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明提供一种船舶舱底水处理装置。本 装置有两类工作状态。当舱底水中乳化油成分较少时，舱底水只需要简单的机械 分离和滤器过滤就可以满足排放标准。当舱底水中乳化油成分较多时，舱底水在 经过机械分离和滤器过滤后要增加膜组件过滤处理而使水质达标。在膜的使用 中，本装置采取了加热预处理、往复泵产生脉动输入流、污水流量控制等措施大 大减少膜污染，同时预热柜中的浮油被排到污油柜中，提高了经济效益。在膜的 使用中，本装置还采用清水和化学剂反冲洗两种措施来恢复膜通量，当通过清水 反冲洗不能从根本上恢复膜通量时候，采用化学剂冲洗，从而保证了污水处理的 正常运行。
本发明是通过下述技术方案来实现的本发明包括粗滤器、第一离心泵、第 二离心泵、第三离心泵、第一两位三通电磁阀、第二两位三通电磁阀、第三两位 三通电磁阀、第四两位三通电磁阀、第五两位三通电磁阀、第六两位三通电磁阀、 第七两位三通电磁阀、第八两位三通电磁阀、第九两位三通电磁阀、加热器、温 度传感器、液位传感器、油水分离器、中间滤器、精滤器、第一电磁流量计、第 二电磁流量计、加热柜、双向流超滤膜分离组件、油份报警监测记录仪、清水箱、 化学剂箱、两位两通电磁阀、往复泵、第一单向阀、第二单向阀、控制单元。精 滤器的进口与舱底相通，出口与第一两位三通电磁阀的a端口连接；第一两位三 通电磁阀的b端口通过第一离心泵与加热柜的下端进口相通。加热柜配有加热
器、温度传感器和液位传感器。加热柜设有一个污水高位点、 一个油层低位点、 一个污水低位点。加热柜的油层低位点的上方出口通过第二离心泵、两位两通电 磁阀与污油柜相通。油水分离器的进口通过第二单向阀与加热柜的下端出口连
接，同时油水分离器的进口和第一两位三通电磁阀的c端口连接，油水分离器的 出口通过中间滤器、往复泵、精滤器与第二两位三通电磁阀的a端口连接。第二 两位三通电磁阀的b端口与第六两位三通电磁阀的b端口连接，c端口通过第一 电磁流量计与第三两位三通电磁阀的a端口连接。双向流超滤膜分离组件的上端 口分别与第三两位三通电磁阀的b端口和第五两位三通电磁阔的b端口连接，双 向流超滤膜分离组件下端口与第三两位三通电磁阀的c端口和第五两位三通电 磁阀的c端口连接。第四两位三通电磁阀的b端口禾口 c端口分别与双向流超滤膜分离组件的上下出口连接，a端口与第七两位三通电磁阀的b端口连接。第七两 位三通电磁阀a端口通过第三离心泵与第八两位三通电磁阀的b端口连接，c端 口与第六两位三通电磁阀的a端口连接。第八两位三通电磁阔的c端口和a端口 分别与清水箱和化学剂箱的出口连接。第六两位三通电磁阀的c端口通过油份报 警监测记录仪与第九两位三通电磁阀的b端口连接，第九两位三通电磁阀的c 端口通过第二电磁流量计与大海相通。第五两位三通电磁阀的a端口通过第一单 向阀和第九两位三通电磁阀的a端口均与加热柜下端进口连接。控制单元的输入 端与第一电磁流量计、第二电磁流量计、温度传感器和液位传感器的输出端电连 接，控制单元输出端均与两位两通电磁阀、往复泵、9只两位三通电磁阀、3只 离心泵的控制端电连接。
在控制单元的作用下，舱底污水首先经过粗滤器过滤，进入油水分离器机械 分离，再经过中间滤器和精滤器过滤，过滤后的液体经过油份监测报警记录仪检 测，若符合国家排放标准则排放到大海。如不符合排放标准，则液体排放到加热 柜中，从粗滤器流出的液体抽到加热柜中被加热器加热到50摄氏度，加热柜上 浮的油被排到污油柜中，加热柜剩余的污水经过油水分离器机械分离、中间滤器 和精滤器过滤后，再经过双向流超滤膜分离组件过滤，然后进入油份报警监测记 录仪检测后，若符合排放标准则排入大海，否则排回加热柜。在膜过滤一段时间 后，要经过清水的反冲洗来减少膜污染，恢复膜通量。当发现清水的反冲洗效果 不佳时，采取化学剂反冲洗。
本发明的有益效果是采用该船舶舱底水处理装置，在乳化油成分较少时， 仅仅通过机械分离和滤器过滤满足排放要求。当乳化油成分较多时，在机械分离 和滤器过滤基础上增加双向流超滤膜分离组件的过滤。通过污水的加热预处理、 往复泵产生脉动流等措施使膜的污染减少，加热预处理还使浮油回收利用。由于 在清水反冲洗效果不佳的情况下采用化学冲洗，从而保证膜通量的恢复而使污水 处理保持正常运行。本装置结构简单，体积小，可以适应各种船舶的舱底污水的 处理，经济效益和社会效益都较高。
图1是本发明船舶舱底污水处理装置的结构示意图。
图中l.粗滤器、2.第一离心泵、3.第二离心泵、4.第三离心泵、5.第一两位三通电磁阔、6.第二两位三通电磁阀、7.第三两位三通电磁阀、8.第四两位三 通电磁阀、9.第五两位三通电磁阀、IO.第六两位三通电磁阀、ll.第七两位三通 电磁阀、12.第八两位三通电磁阀、13.第九两位三通电磁阀、14.加热器、15. 温度传感器、16.液位传感器、17.油水分离器、18.中间滤器、19.精滤器、20. 第一电磁流量计、21.第二电磁流量计、22.加热柜、23.双向流超滤膜分离组件、 24.油份报警监测记录仪、25.清水箱、26.化学剂箱、27.两位两通电磁阀、28. 往复泵、29.第一单向阀、30.第二单向阀、31.控制单元。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的描述。
如图1所示，本发明包括粗滤器1、第一离心泵2、第二离心泵3、第三离 心泵4、第一两位三通电磁阀5、第二两位三通电磁阀6、第三两位三通电磁阔7、 第四两位三通电磁阀8、第五两位三通电磁阀9、第六两位三通电磁阀IO、第七 两位三通电磁阀11、第八两位三通电磁阀12、第九两位三通电磁阀13、加热器 14、温度传感器15、液位传感器16、油水分离器17、中间滤器18、精滤器19、 第一电磁流量计20、第二电磁流量计21、加热柜22、双向流超滤膜分离组件23、 油份报警监测记录仪24、清水箱25、化学剂箱26、两位两通电磁阀27、往复泵 28、第一单向阀29、第二单向阀30、控制单元31。精滤器1的进口与舱底相通， 出口与第一两位三通电磁阀5的a端口连接，第一两位三通电磁阀5的b端口通 过第一离心泵2与加热柜22的下端进口相通。加热柜22配有加热器14、温度 传感器15和液位传感器16。加热柜22设有一个污水高位点、 一个油层低位点、 一个污水低位点。加热柜22的油层低位点的上方出口通过第二离心泵3、两位 两通电磁阀27与污油柜相通。油水分离器17的进口通过第二单向阀30与加热 柜22的下端出口相通，同时油水分离器17的进口与第一两位三通阀5的c端口 连接，油水分离器17的出口通过中间滤器18、往复泵28、精滤器19与第二两 位三通阀6的a端口连接，第二两位三通阀6的b端口与第六两位三通阀10的 b端口连接，c端口通过第一电磁流量计20与第三两位三通电磁阀7的a端口连 接。双向流超滤膜分离组件23的上端口分别与第三两位三通电磁阀7的b端口 和第五两位三通电磁阀9的b端口连接，双向流超滤膜分离组件23下端口与第 三两位三通电磁阀7的c端口和第五两位三通电磁阀9的c端口连接。第四两位 三通电磁阀8的b端口禾Q c端口分别与双向流超滤膜分离组件23的上下出口连 接，a端口与第七两位三通电磁阀11的b端口连接。第七两位三通电磁阀ll的 a端口相通通过第三离心泵4与第八两位三通电磁阀12的b端口连接，c端口与 第六两位三通电磁阀10的a端口连接。第八两位三通电磁阀12的c端口和a 端口分别与清水箱25和化学剂箱26的出口连接。第六两位三通电磁阀10的c 端口通过油份报警监测记录仪24与第九两位三通电磁阀13的b端口连接，第九 两位三通电磁阀13的c端口通过第二电磁流量计与大海相通。第五两位三通电 磁阀(9)的a端口通过第一单向阀(29)和第九两位三通电磁阀(13)的a端口一 起与加热柜(22)下端进口连接。控制单元31的输入端与第一电磁流量计20、第 二电磁流量计21、温度传感器15和液位传感器16的输出端电连接，控制单元 31输出端与两位两通电磁阀27、往复泵28、 9只两位三通电磁阀、3只离心泵 的控制端电连接。
当舱底水中乳化油份较少时，此时该装置进入第一工作状态。舱底水只需要 经过机械分离和滤器过滤就可以达到标准。此时控制单元31控制第一两位三通 阀5的a端口禾[l c端口连通、第二两位三通电磁阀6的a端口禾l] b端口接通、第 六两位三通电磁阀10的b端口和c端口接通、启动往复泵28，舱底水经过粗滤 器1后，进入油水分离器17进行机械分离，分离后的液体依次经过中间滤器18 和精滤器19的过滤，进入油份报警监测记录仪24进行检测。如果符合排放标准， 控制器31控制第九两位三通电磁阀13的b端口和c端口接通，检测后的液体通 过第二电磁流量计21排入大海。如果检测不符合排放标准，此时控制单元31 控制第九两位三通电磁阀13的b端口和a端口接通，检测后的液体进入加热柜 22。此时进入装置的第二工作状态。
当舱底水中乳化油成份较多时，仅仅经过机械分离和滤器过滤不能满足要 求，该装置进入第二工作状态。此时控制单元31控制第一离心泵2运作，第一 两位三通电磁阀5的a端口和b端口接通，经过粗滤器1过滤后的液体进入加热 柜22。当液位传感器16显示液位达到加热柜22的污水高位点时，控制单元31 控制第一离心泵2停止工作，加热器14工作，此时污水在加热柜22中加热。当 温度传感器15显示温度达到50摄氏度时，控制单元31控制加热器14停止加热， 控制两位两通电磁阀27接通，第二离心泵3启动，此时加热柜22中上浮的油层进入污油柜中。当液位传感器16显示加热柜22的液位降低到设定的油层低位点 时，控制单元31控制第二离心泵3停止工作，第二两位三通电磁阀6的a端口 和c端口接通，第三两位三通电磁阀7的a端口和b端口接通，第四两位三通电 磁阀8的a端口和c端口接通，第七两位三通电磁阀的b端口和c端口接通，第 六两位三通电磁阀10的a端口和c端口接通，第五两位三通电磁阀9的c端口 和a端口。加热柜22下端出口在往复泵28的带动下，经过油水分离器17，中 间滤器18，精滤器19，第一电磁流量计20进入双向流超滤膜分离组件23的上 端进口，渗透液从双向流超滤膜分离组件23的下端出口出来，进入油份报警监 测记录仪24进行检测。浓縮液从双向流超滤膜分离组件23下端口进入加热柜 22进行再次处理。如果渗透液经油份报警监测记录仪24检测符合排放标准，则 控制器31控制第九两位三通电磁阀13的b端口和c端口，渗透液经第二电磁流 量计21排入大海。否则，控制单元31控制第九两位三通电磁阀13的b端口和 a端口相通，渗透液进入加热柜22进行再次处理。当双向流超滤膜分离组件23 运行一段时间后，控制器31控制第三两位三通电磁阀7的a端口和c端口接通， 第四两位三通电磁阀8的a端口和b端口接通，第五两位三通电磁阀9的b端口 和a端口接通。从精滤器19进来的污水进入双向流超滤膜组件23下端口，渗透 液从双向流超滤膜分离组件23的上端出口进入油份报警监测记录仪24进行检 测。浓縮液通过双向流超滤膜组件23上端口进入加热柜22。
当液位传感器16显示加热柜22污水降低到加热柜22的污水低位点时，控 制单元31控制往复泵28停止工作。如果还有舱底污水要处理，则舱底污水再次 被抽入加热柜22中进行热处理，重复上述的第二状态工作过程；否则停止工作。
关于流量控制。在使用双向流超滤膜分离组件23时，要通过控制单元31 控制往复泵28，使第一电磁流量计20显示污水流量维持在所选用的膜材料的临 界通量的1/2，以减少膜污染。
关于温度控制。在双向流超滤膜分离组件23工作时，当温度传感器15显示 加热柜22中的污水温度下降到45摄氏度时，控制单元31控制加热器14工作， 当温度传感器15显示污水温度上升到50摄氏度时，控制单元31控制加热器14 停止工作，
关于膜的冲洗。膜的冲洗包括清水冲洗和化学剂冲洗。
当膜组件使用时间到30分钟或油份报警监测记录仪24报警或第二电磁流量 计21显示流量下降了预定渗透液流量的15%时，进行清水反冲洗。当污水从双 向流超滤膜分离组件23上端口进入需要反冲洗时，控制单元31控制第八两位三 通电磁阀12的c端口和b端口接通，第七两位三通电磁阀11的a端口和b端口 接通，第四两位三通电磁阀8的a端口和c端口接通，第五两位三通电磁阀9 的b端口和a端口接通，第三离心泵4启动。清水箱25的清水在第三离心泵4 的带动下，从双向流膜组件23下端口进入双向流膜组件23内进行反冲洗，冲洗 后的污水进入加热柜22。当污水从双向流超滤膜分离组件23下端口进入需要反 冲洗时，控制单元31控制第八两位三通电磁阀12的c端口和b端口接通，第七 两位三通电磁阀11的a端口和b端口接通，第四两位三通电磁阀8的a端口和 b端口接通，第五两位三通电磁阀9的c端口和a端口接通。清水箱25的清水 在第三离心泵4的带动下进入双向流超滤膜分离组件23进行反冲洗，冲洗后的 液体经过第五两位三通电磁阀9的c端口和a端口进入加热柜22。
当油份报警监测记录仪24报警时间间隔比设定值降低1/3或者第二电磁流 量计21的计时器显示流量降低15%的时间间隔减少1/3时，采用化学冲洗。控 制单元31控制第八两位三通电磁阀的a端口和b端口相通，其余反冲洗路径和 清水反冲洗路径相同。
双向流超滤膜分离组件23采用天津工大膜天膜集团生产的MT系列 UIF910-AP-a型双向流中空纤维超滤膜组件抗污染型超滤膜；油份报警监测记录 仪24是采用九江共创机械设备有限公司的X0C-0115ppm型舱底水报警装置；化 学剂箱内的化学溶剂是采用盐酸、柠檬酸、氢氧化钾或氢氧化钠。
权利要求
1.一种船舶舱底污水处理装置，包括粗滤器(1)、第一离心泵(2)、第二离心泵(3)、第三离心泵(4)、第一两位三通电磁阀(5)、第二两位三通电磁阀(6)、第三两位三通电磁阀(7)、第四两位三通电磁阀(8)、第五两位三通电磁阀(9)、第六两位三通电磁阀(10)、第七两位三通电磁阀(11)、第八两位三通电磁阀(12)、第九两位三通电磁阀(13)、加热器(14)、温度传感器(15)、液位传感器(16)、油水分离器(17)、中间滤器(18)、精滤器(19)、第一电磁流量计(20)、第二电磁流量计(21)、加热柜(22)、双向流超滤膜分离组件(23)、油份报警监测记录仪(24)、清水箱(25)、化学剂箱(26)、两位两通电磁阀(27)、往复泵(28)、第一单向阀(29)、第二单向阀(30)、控制单元(31)，其特征在于精滤器(1)的进口与舱底相通，出口与第一两位三通电磁阀(5)的a端口连接；第一两位三通电磁阀(5)的b端口通过第一离心泵(2)与加热柜(22)的下端进口连接；加热柜(22)配有加热器(14)、温度传感器(15)和液位传感器(16)；加热柜(22)设有一个污水高位点、一个油层低位点、一个污水低位点，加热柜(22)的油层低位点的上方出口通过第二离心泵(3)、两位两通电磁阀(27)与污油柜相通；油水分离器(17)的进口通过第二单向阀(30)与加热柜(22)的下端出口相连接，同时油水分离器(17)的进口和第一两位三通电磁阀(5)的c端口连接，油水分离器(17)的出口通过中间滤器(18)、往复泵(28)、精滤器(19)与第二两位三通电磁阀(6)的a端口连接；第二两位三通电磁阀(6)的b端口与第六两位三通电磁阀(10)的b端口连接，c端口通过第一电磁流量计(20)与第三两位三通电磁阀(7)的a端口连接；双向流超滤膜分离组件(23)的上端口分别与第三两位三通电磁阀(7)的b端口和第五两位三通电磁阀(9)的b端口连接，双向流超滤膜分离组件(23)下端口分别与第三两位三通电磁阀(7)的c端口和第五两位三通电磁阀(9)的c端口连接；第四两位三通电磁阀(8)的b端口和c端口分别与双向流超滤膜分离组件(23)的上下出口连接，a端口与第七两位三通电磁阀(11)b端口连接；第七两位三通电磁阀(11)a端口通过第三离心泵(4)与第八两位三通电磁阀12的b端口连接，c端口与第六两位三通电磁阀(10)的a端口连接；第八两位三通电磁阀(12)的c端口和a端口分别与清水箱(25)和化学剂箱(26)的出口连接；第六两位三通电磁阀(10)的c端口通过油份报警监测记录仪(24)与第九两位三通电磁阀(13)的b端口连接；第九两位三通电磁阀(13)的c端口通过第二电磁流量计与大海相通；第五两位三通电磁阀(9)的a端口通过第一单向阀(29)和第九两位三通电磁阀(13)的a端口均与加热柜(22)下端进口连接；控制单元(31)的输入端分别与第一电磁流量计(20)、第二电磁流量计(21)、温度传感器(15)、液位传感器(16)的输出端电连接，控制单元(31)输出端分别与两位两通电磁阀(27)、往复泵(28)、9只两位三通电磁阀、3只离心泵的控制端电连接。
2.根据权利要求1所述的船舶舱底污水处理装置，其特征是所述的双向流 超滤膜分离组件(23)是采用天津工大膜天膜集团生产的MT系列UIF910-AP-a 型双向流中空纤维超滤膜组件抗污染型超滤膜；油份报警监测记录仪(24)是采 用九江共创机械设备有限公司生产的X0O0115ppm型的舱底水报警装置。
3，根据权利要求1所属的船舶舱底污水处理装置，其特征是所述的化学剂 箱(26)中的化学溶剂是采用盐酸、柠檬酸、氢氧化钾或氢氧化钠。
全文摘要
船舶舱底污水处理装置，属于船舶防污染技术领域。包括粗滤器、离心泵、油水分离器、双向流超滤膜分离组件、加热柜、中间滤器、精滤器、往复泵、电磁流量计、油份报警监测记录仪、清水箱、化学剂箱、控制单元、单向阀，两位两通和两位三通电磁阀。舱底污水中乳化油份较少时，该装置通过机械分离和滤器过滤使水质达标。舱底污水中含乳化油份较多时，该装置在机械分离的基础上增加膜分离组件过滤，使水质符合排放标准。同时采用膜前水预热处理、污水流量控制、清水和化学剂反冲洗等措施以减少膜污染，保证了污水处理工作的运行，延长膜的使用寿命。具有显著的经济效益和社会效益。
文档编号C02F1/40GK101343095SQ200810042170
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者帅 孟, 徐筱欣, 浦骏业, 韩小波 申请人:上海交通大学